(57)【要約】【課題】加速度の検出精度が向上された加速度センサを提供する。【解決手段】第１アンカー（１７）及び第２アンカー（１８）と、第１アンカー（１７）に支持された第１錘部（１９）及び第２アンカー（１８）に支持された第２錘部（２２）と、第１錘部（１９）から延びた第１電極（２０）及び第２錘部（２２）から延びた第２電極（２３）と、第１錘部（１９）と第１アンカー（１７）を連結する第１梁（２１）と、を有し、第１錘部（１９）は、重量の異なる、ｘ方向に並んだ第１左部（２４）と第１右部（２５）から成り、第１梁（２１）は、第１左部（２４）から第１右部（２５）へとｘ方向に延びた第１連結梁（２６）と、該第１連結梁（２６）から第１アンカー（１７）へとｙ方向に延びた第１支持梁（２７）と、を有し、第１電極（２０）と第２電極（２３）とが、ｘ方向にて対向している。【選択図】図１
2013117396.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに直交の関係にあるｘ方向とｙ方向とによって規定されるｘ−ｙ平面に主面（１１ａ）が沿う基部（１１）と、
該基部（１１）の主面（１１ａ）上に設けられた第１アンカー（１７）及び第２アンカー（１８）と、
前記第１アンカー（１７）に支持された第１錘部（１９）と、
前記第１錘部（１９）から延びた第１電極（２０）及び前記第２アンカー（１８）に支持された第２電極（２３）と、
前記第１錘部（１９）と前記第１アンカー（１７）とを連結する第１梁（２１）と、を有し、
前記第１錘部（１９）は、重量の異なる、前記ｘ方向に並んだ第１左部（２４）と第１右部（２５）から成り、
前記第１梁（２１）は、前記第１左部（２４）から前記第１右部（２５）へと前記ｘ方向に延び、前記第１左部（２４）と前記第１右部（２５）とを連結する第１連結梁（２６）と、該第１連結梁（２６）から前記第１アンカー（１７）へと前記ｙ方向に延び、前記第１連結梁（２６）と前記第１アンカー（１７）とを支持する第１支持梁（２７）と、を有し、前記ｘ−ｙ平面に直交するｚ方向に加速度が印加されると、前記第１左部（２４）と前記第１右部（２５）とが前記第１アンカー（１７）を支点として、前記ｚ方向と前記ｘ方向とによって規定されるｚ−ｘ平面にてシーソー状に互いに逆方向に運動可能となっており、
前記第１電極（２０）と前記第２電極（２３）とが、前記ｘ方向にて対向していることを特徴とする加速度センサ。
【請求項２】
前記第１錘部（１９）及び前記第１梁（２１）は、前記ｘ方向に沿い前記第１アンカー（１７）を通る基準線を介して、線対称であることを特徴とする請求項１に記載の加速度センサ。
【請求項３】
第２錘部（２２）と、
該第２錘部（２２）と前記第２アンカー（１８）とを連結する第２梁（３０）と、を有し、
前記第２電極（２３）は前記第２錘部（２２）から延びており、
前記第２錘部（２２）は、重量の異なる、前記ｘ方向に並んだ第２左部（３１）と第２右部（３２）から成り、
前記第２梁（３０）は、前記第２左部（３１）から前記第２右部（３２）へと前記ｘ方向に延び、前記第２左部（３１）と前記第２右部（３２）とを連結する第２連結梁（３３）と、該第２連結梁（３３）から前記第２アンカー（１８）へと前記ｙ方向に延び、前記第２連結梁（３３）と前記第２アンカー（１８）とを支持する第２支持梁（３４）と、を有し、前記ｚ方向に加速度が印加されると、前記第２左部（３１）と前記第２右部（３２）とが前記第２アンカー（１８）を支点として、前記ｚ−ｘ平面にてシーソー状に互いに逆方向に運動可能となっていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の加速度センサ。
【請求項４】
前記第２錘部（２２）及び前記第２梁（３０）は、前記ｘ方向に沿い前記第１アンカー（１７）を通る基準線を介して、線対称であることを特徴とする請求項３に記載の加速度センサ。
【請求項５】
前記第１錘部（１９）と前記第２錘部（２２）とは、前記第１右部（２５）と前記第２左部（３１）とが隣り合うように、前記ｘ方向にて並び、
前記第１右部（２５）に前記第１電極（２０）が形成され、前記第２左部（３１）に前記第２電極（２３）が形成されており、
前記第１左部（２４）は前記第１右部（２５）よりも重く、前記第２左部（３１）は前記第２右部（３２）よりも重い、若しくは、前記第１左部（２４）は前記第１右部（２５）よりも軽く、前記第２左部（３１）は前記第２右部（３２）よりも軽いことを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の加速度センサ。
【請求項６】
前記第２錘部（２２）を２つ有し、
前記第１錘部（１９）と２つの前記第２錘部（２２）とは、一方の前記第２錘部（２２）と前記第１錘部（１９）とが、前記第２右部（３２）と前記第１左部（２４）とが隣り合い、且つ、前記第１錘部（１９）と他方の前記第２錘部（２２）とが、前記第１右部（２５）と前記第２左部（３１）とが隣り合うように、前記ｘ方向にて並んでおり、
一方の前記第２錘部（２２）の第２右部（３２）に前記第２電極（２３）が形成され、前記第１左部（２４）と前記第１右部（２５）に前記第１電極（２０）が形成され、他方の前記第２錘部（２２）の前記第２左部（３１）に前記第２電極（２３）が形成されており、
一方の前記第２錘部（２２）の前記第２左部（３１）は前記第２右部（３２）よりも重く、前記第１左部（２４）は前記第１右部（２５）よりも重く、他方の前記第２錘部（２２）の前記第２左部（３１）は前記第２右部（３２）よりも重い、若しくは、一方の前記第２錘部（２２）の前記第２左部（３１）は前記第２右部（３２）よりも軽く、前記第１左部（２４）は前記第１右部（２５）よりも軽く、他方の前記第２錘部（２２）の前記第２左部（３１）は前記第２右部（３２）よりも軽いことを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の加速度センサ。
【請求項７】
外力が印加されていない状態における前記第１電極（２０）及び前記第２電極（２３）との対向間隔は、前記第１電極（２０）及び前記第２電極（２３）それぞれの前記ｚ方向の厚さよりも短いことを特徴とする請求項１〜６いずれか１項に記載の加速度センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電容量式の加速度センサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１に示されるように、基板と、該基板に固定された第１の支持部及び第２の支持部と、基板の主面に対して垂直なｚ方向に変位可能となるように、第１の支持部に固定された第１の可動部、及び、ｚ方向に変位可能となるように、第２の支持部に固定された第２の可動部と、を有するＭＥＭＳ装置が提案されている。第１の可動部と第２の可動部とは、基板の主面に沿うｘ方向に並んで配置され、支持部を支点として、ｚ−ｘ平面にて運動可能となっている。これら２つの可動部には、櫛歯電極が形成されており、第１の可動部に形成された櫛歯電極と第２の可動部に形成された櫛歯電極とが、ｘ方向とｚ方向とに直交するｙ方向にて対向している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２２１３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記したように、特許文献１に示されるＭＥＭＳ装置では、２つの可動部が支持部を支点としてｚ−ｘ平面にて運動可能となっており、これら２つの可動部に形成された櫛歯電極が、ｙ方向にて対向している。これによれば、加速度などの印加によって、可動部が支持部を支点としてｚ−ｘ平面にてシーソー状に運動すると、櫛歯電極の対向面積だけが主として変動する。このように、櫛歯電極によって構成されるコンデンサの静電容量の変化が主として対向面積だけに依存するため、加速度の検出精度が十分ではなかった。
【０００５】
そこで、本発明は上記問題点に鑑み、加速度の検出精度が向上された加速度センサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記した目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、互いに直交の関係にあるｘ方向とｙ方向とによって規定されるｘ−ｙ平面に主面（１１ａ）が沿う基部（１１）と、
該基部（１１）の主面（１１ａ）上に設けられた第１アンカー（１７）及び第２アンカー（１８）と、第１アンカー（１７）に支持された第１錘部（１９）と、第１錘部（１９）から延びた第１電極（２０）及び第２アンカー（１８）に支持された第２電極（２３）と、第１錘部（１９）と第１アンカー（１７）とを連結する第１梁（２１）と、を有し、第１錘部（１９）は、重量の異なる、ｘ方向に並んだ第１左部（２４）と第１右部（２５）から成り、第１梁（２１）は、第１左部（２４）から第１右部（２５）へとｘ方向に延び、第１左部（２４）と第１右部（２５）とを連結する第１連結梁（２６）と、該第１連結梁（２６）から第１アンカー（１７）へとｙ方向に延び、第１連結梁（２６）と第１アンカー（１７）とを支持する第１支持梁（２７）と、を有し、ｘ−ｙ平面に直交するｚ方向に加速度が印加されると、第１左部（２４）と第１右部（２５）とが第１アンカー（１７）を支点として、ｚ方向とｘ方向とによって規定されるｚ−ｘ平面にてシーソー状に互いに逆方向に運動可能となっており、第１電極（２０）と第２電極（２３）とが、ｘ方向にて対向していることを特徴とする。
【０００７】
このように本発明によれば、第１左部（２４）と第１右部（２５）との重量が異なる。したがって、例えば、第１左部（２４）が第１右部（２５）よりも重い場合において、ｚ方向に加速度が印加されると、第１左部（２４）に生じる慣性力は、第１右部（２５）に生じる慣性力よりも大きくなる。
【０００８】
ｚ方向への加速度の印加によって、第１左部（２４）と第１右部（２５）とが互いに逆方向に運動しようとすると、第１連結梁（２６）と第１支持梁（２７）との連結部位をｙ方向に貫く軸方向周りのモーメントが第１連結梁（２６）に生じ、第１連結梁（２６）がｚ方向に捩れる。この捩れによって、第１左部（２４）及び第１右部（２５）それぞれは、ｚ−ｘ平面にて、第１連結梁（２６）と第１支持梁（２７）との連結部位（第１アンカー１７）を支点としてシーソー状に互いに逆方向に運動する。この結果、第１左部（２４）及び第１右部（２５）それぞれに形成された第１電極（２０）も、ｚ−ｘ平面にて、第１アンカー（１７）を支点としてシーソー状に互いに逆方向に運動し、第１電極（２０）と第２電極（２３）との対向面積だけではなく、対向間隔も変動する。このように、加速度の印加によって対向面積だけでなく対向間隔も変動するので、加速度の印加によって対向面積だけが主として変動する構成と比べ、２つの電極（１９，２３）にて構成されるコンデンサの静電容量変化が大きくなる。これにより、加速度の検出精度が向上される。
【０００９】
請求項２に記載のように、第１錘部（１９）及び第１梁（２１）は、ｘ方向に沿い第１アンカー（１７）を通る基準線を介して、線対称である構成が好適である。
【００１０】
これによれば、ｚ方向への加速度の印加によって、第１錘部（１９）がｙ方向に運動することが抑制される。したがって、加速度の検出精度の低下が抑制される。
【００１１】
請求項３に記載のように、第２錘部（２２）と、該第２錘部（２２）と第２アンカー（１８）とを連結する第２梁（３０）と、を有し、第２電極（２３）は第２錘部（２２）から延びており、第２錘部（２２）は、重量の異なる、ｘ方向に並んだ第２左部（３１）と第２右部（３２）から成り、第２梁（３０）は、第２左部（３１）から第２右部（３２）へとｘ方向に延び、第２左部（３１）と第２右部（３２）とを連結する第２連結梁（３３）と、該第２連結梁（３３）から第２アンカー（１８）へとｙ方向に延び、第２連結梁（３３）と第２アンカー（１８）とを支持する第２支持梁（３４）と、を有し、ｚ方向に加速度が印加されると、第２左部（３１）と第２右部（３２）とが第２アンカー（１８）を支点として、ｚ−ｘ平面にてシーソー状に互いに逆方向に運動可能となっている構成が好ましい。
【００１２】
これによれば、ｚ方向に加速度が印加されると、第１錘部（１９）及び該第１錘部（１９）に形成された第１電極（２０）だけではなく、第２錘部（２２）及び該第２錘部（２２）に形成された第２電極（２３）も、ｚ−ｘ平面にてシーソー状に運動する。そのため、ｚ方向への加速度の印加によって、第１電極のみがｚ−ｘ平面にて運動する構成と比べて、２つの電極（２０，２３）にて構成されるコンデンサの静電容量変化が大きくなる。これにより、加速度の検出精度が向上される。
【００１３】
請求項４に記載のように、第２錘部（２２）及び第２梁（３０）は、ｘ方向に沿い第１アンカー（１７）を通る基準線を介して、線対称である構成が好適である。
【００１４】
これによれば、ｚ方向への加速度の印加によって、第２錘部（２２）がｙ方向に運動することが抑制される。したがって、加速度の検出精度の低下が抑制される。
【００１５】
請求項５に記載のように、第１錘部（１９）と第２錘部（２２）とは、第１右部（２５）と第２左部（３１）とが隣り合うように、ｘ方向にて並び、第１右部（２５）に第１電極（２０）が形成され、第２左部（３１）に第２電極（２３）が形成されており、第１左部（２４）は第１右部（２５）よりも重く、第２左部（３１）は第２右部（３２）よりも重い、若しくは、第１左部（２４）は第１右部（２５）よりも軽く、第２左部（３１）は第２右部（３２）よりも軽い構成が良い。
【００１６】
これによれば、ｚ方向への加速度の印加時に、第１電極（２０）の形成された第１右部（２５）と第２電極（２３）の形成された第２左部（３１）とが、ｚ方向にて逆方向に運動する。そのため、ｚ方向への加速度の印加時に第１右部と第２左部とが、ｚ方向にて同方向に運動する構成と比べて、コンデンサの静電容量変化が大きくなる。これにより、加速度の検出精度が向上される。
【００１７】
また、請求項６に記載の発明の作用効果は、請求項５に記載の発明の作用効果と同等なので、その記載を省略する。
【００１８】
請求項７に記載のように、外力が印加されていない状態における第１電極（２０）及び第２電極（２３）との対向間隔は、第１電極（２０）及び第２電極（２３）それぞれのｚ方向の厚さよりも短い構成が良い。
【００１９】
２つの電極（２０，２３）間の対向間隔の変位量、及び、２つの電極（２０，２３）間のｚ方向での相対位置の変位量それぞれが同一である場合、当初設定されていた対向間隔が、電極（２０，２３）の厚さよりも短い構成の方が、当初設定されていた電極（２０，２３）の厚さが、対向間隔よりも短い構成よりも静電容量の変化量が多くなる。したがって、請求項７に記載の構成によれば、加速度の検出精度が向上される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１実施形態に係る加速度センサの概略構成を示す上面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
【図３】錘部の運動を説明するための断面図である。
【図４】錘部の運動を説明するための断面図である。
【図５】第２実施形態に係る加速度センサの概略構成を示す上面図である。
【図６】図５のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。
【図７】錘部の運動を説明するための断面図である。
【図８】錘部の運動を説明するための断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
（第１実施形態）
図１〜図４に基づいて、本実施形態に係る加速度センサを説明する。なお、図３及び図４では、第１錘部と第１電極の運動方向を実線矢印で示し、運動を説明するのに不要な符号を省略している。また、以下においては、互いに直交の関係にある２方向をｘ方向、ｙ方向と示し、これら２つの方向に直交する方向をｚ方向と示す。
【００２２】
図１及び図２に示すように、加速度センサ１００は、半導体基板１０に微細構造が形成されたものである。半導体基板１０は、２つの半導体層１１，１２の間に絶縁層１３が挟まれて成るＳＯＩ基板である。第１半導体層１１の主面１１ａは、ｘ方向とｙ方向とによって規定されるｘ−ｙ平面に沿っており、上記した微細構造に相当するセンサ素子１４が、主面１１ａ上に形成されている。第１半導体層１１が、特許請求の範囲に記載の基部に相当する。
【００２３】
センサ素子１４は、周知の露光技術を用いて、第２半導体層１２と絶縁層１３とを所定形状にエッチングすることで形成される。センサ素子１４は、絶縁層１３を介して、第１半導体層１１に第２半導体層１２が固定された固定部１５と、絶縁層１３を介さずに、第１半導体層１１に対して第２半導体層１２が浮いた浮遊部１６と、を有する。
【００２４】
固定部１５は、第１半導体層１１の主面１１ａから、ｚ方向に延びた第１アンカー１７及び第２アンカー１８を有する。浮遊部１６は、第１錘部１９、第１錘部１９から延びた第１電極２０、及び、第１錘部１９と第１アンカー１７とを連結する第１梁２１を有する。本実施形態において、固定部１５は、第２アンカー１８と一体的に形成された第２錘部２２を有し、浮遊部１６は、第２錘部２２から延びた第２電極２３を有する。
【００２５】
第１錘部１９は、重量の異なる、第１左部２４と第１右部２５から成る。図１に示すように、第１左部２４は平面矩形状を成し、第１右部２５は平面Ｔ字状を成し、第１アンカー１７と第１梁２１を介してｘ方向に並んでいる。第１左部２４は、第１右部２５よりも重くなっており、第１左部２４と第１右部２５は、ｘ方向に沿い、第１アンカー１７を通る基準線を介して線対称と成っている。そして、第１左部２４と第１右部２５それぞれにおけるｙ方向での第２錘部２２との対向面から、第１電極２０が櫛歯状にｙ方向に延びている。
【００２６】
第１梁２１は、第１左部２４と第１右部２５とを連結する第１連結梁２６と、第１連結梁２６と第１アンカー１７とを支持する第１支持梁２７と、を有している。第１連結梁２６は、第１左部２４から第１右部２５へとｘ方向に延び、第１支持梁２７は、第１連結梁２６から第１アンカー１７へとｙ方向に延びている。本実施形態において、第１梁２１は第１連結梁２６及び第１支持梁２７それぞれを２つ有しており、これらによって、第１梁２１の平面形状がＨ字状を成している。なお、第１梁２１は、第１錘部１９と同様にして、上記した基準線を介して線対称と成っている。
【００２７】
本実施形態において、固定部１５は、第１錘部１９を介してｘ方向に並ぶ、２つの第２錘部２２を有している。２つの第２錘部２２はそれぞれ平面コの字状を成し、一方の第２錘部２２によって、第１左部２４の一部が囲まれ、他方の第２錘部２２によって、第１右部２５の一部が囲まれている。また、第２錘部２２における第１錘部１９とのｙ方向での対向面から、第２電極２３が櫛歯状にｙ方向に延びている。これにより、第１電極２０と第２電極２３とが噛み合わさり、ｘ方向にて互いに対向して、コンデンサが構成されている。このコンデンサの静電容量変化が、加速度として検出される。なお、２つの第２錘部２２それぞれは、基準線を介して線対称と成っており、第１錘部１９と連結された第１アンカー１７、及び、第２錘部２２と連結された第２アンカー１８それぞれは、基準線上に並んでいる。これにより、加速度センサ１００は、基準線を介して線対称と成っている。
【００２８】
次に、図３及び図４に基づいて、ｚ方向に加速度が印加された場合の第１錘部１９の運動を説明する。ｚ方向に加速度が印加されると、第１左部２４と第１右部２５それぞれに慣性力が生じる。上記したように、第１左部２４は、第１右部２５よりも重いので、第１左部２４に生じる慣性力は、第１右部２５に生じる慣性力よりも大きくなる。そのため、図３に白抜き矢印で示すように、第２半導体層１２から第１半導体層１１に向かう方向に加速度が印加されると、第１左部２４は、加速度の印加方向とは逆の方向に運動しようとし、第１右部２５は、第１左部２４とは逆の方向に運動しようとする。これとは逆に、図４に白抜き矢印で示すように、第１半導体層１１から第２半導体層１２に向かう方向に加速度が印加されると、第１左部２４は、加速度の印加方向とは逆の方向に運動しようとし、第１右部２５は、第１左部２４とは逆の方向に運動しようとする。
【００２９】
ｚ方向への加速度の印加によって、第１左部２４と第１右部２５とが互いに逆方向に運動しようとすると、第１連結梁２６と第１支持梁２７との連結部位をｙ方向に貫く軸方向周りのモーメントが第１連結梁２６に生じ、第１連結梁２６がｚ方向に捩れる。この捩れによって、第１左部２４及び第１右部２５それぞれは、ｚ−ｘ平面にて、第１連結梁２６と第１支持梁２７との連結部位（第１アンカー１７）を支点としてシーソー状に互いに逆方向に運動する。この結果、第１左部２４及び第１右部２５それぞれに形成された第１電極２０も、ｚ−ｘ平面にて、第１アンカー１７を支点としてシーソー状に互いに逆方向に運動し、第１電極２０と第２電極２３との対向面積だけではなく、対向間隔も変動する。これにより、コンデンサの静電容量が変動し、加速度が検出される。
【００３０】
次に、本実施形態に係る加速度センサ１００の作用効果を説明する。上記したように、ｚ方向に加速度が印加されると、第１電極２０は、ｚ−ｘ平面にて、第１アンカー１７を支点としてシーソー状に運動し、第１電極２０と第２電極２３との対向面積だけではなく、対向間隔も変動する。これによれば、加速度の印加によって対向面積だけが主として変動する構成と比べ、２つの電極２０，２３にて構成されるコンデンサの静電容量変化が大きくなる。したがって、加速度の検出精度が向上される。
【００３１】
第１錘部１９及び第１梁２１は、基準線を介して、線対称となっている。これによれば、ｚ方向への加速度の印加によって、第１錘部１９がｙ方向に運動することが抑制される。したがって、加速度の検出精度の低下が抑制される。
【００３２】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態を、図５〜図８に基づいて説明する。なお、図７及び図８では、第１錘部と第１電極の運動方向を実線矢印、第２錘部と第２電極の運動方向を破線矢印で示し、運動を説明するのに不要な符号を省略している。
【００３３】
第２実施形態に係る加速度センサ１００は、第１実施形態によるものと共通するところが多いので、以下、共通部分については詳しい説明を省略し、異なる部分を重点的に説明する。なお、第１実施形態で示した要素と同一の要素には、同一の符号を付与している。
【００３４】
第１実施形態では、固定部１５が、第２アンカー１８と一体的に形成された第２錘部２２を有する例を示した。これに対し、本実施形態では、第１実施形態に係る加速度センサ１００とは異なり、浮遊部１６が、第２錘部２２と、該第２錘部２２を第２アンカー１８に連結する第２梁３０と、を有する点を特徴とする。すなわち、図６に示すように、第２錘部２２は、絶縁層１３を介さずに、第１半導体層１１に対して浮いており、第１半導体層１１に対して運動可能となっている。
【００３５】
第２錘部２２は、重量の異なる、第２アンカー１８及び第２梁３０を介してｘ方向に並んだ、第２左部３１と第２右部３２から成る。本実施形態において、浮遊部１６は、第１錘部１９を介してｘ方向に並ぶ、２つの第２錘部２２を有している。図５に示すように、一方の第２錘部２２の第２左部３１、及び、他方の第２錘部２２の第２右部それぞれは、平面矩形状を成している。これに対し、一方の第２錘部２２の第２右部３２、及び、他方の第２錘部２２の第２左部それぞれは、ｘ方向に長手方向が延びた長方形状を成し、互いにｙ方向にて対向する部位を２つ有する。２つの第２錘部２２はそれぞれ平面コの字状を成し、一方の第２錘部２２によって、第１左部２４の一部が囲まれ、他方の第２錘部２２によって、第１右部２５の一部が囲まれている。
【００３６】
２つの第２錘部２２それぞれは、自身が有する第２右部３２よりも第２左部３１の方が重くなっており、基準線を介して線対称と成っている。そして、一方の第２錘部２２の第２右部３２と他方の第２錘部２２の第２左部３１それぞれにおける第１錘部１９とのｙ方向での対向面から、第２電極２３が櫛歯状にｙ方向に延びている。
【００３７】
第２梁３０は、第２左部３１と第２右部３２とを連結する第２連結梁３３と、第２連結梁３３と第２アンカー１８とを支持する第２支持梁３４と、を有している。第２連結梁３３は、第２左部３１から第２右部３２へとｘ方向に延び、第２支持梁３４は、第２連結梁３３から第２アンカー１８へとｙ方向に延びている。本実施形態において、第２梁３０は第２連結梁３３及び第２支持梁３４それぞれを２つ有しており、これらによって、第２梁３０の平面形状がＨ字状を成している。なお、第２梁３０は、第２錘部２２と同様にして、基準線を介して線対称と成っている。これにより、加速度センサ１００は、基準線を介して線対称と成っている。
【００３８】
次に、図７及び図８に基づいて、ｚ方向に加速度が印加された場合の第２錘部２２の運動を説明する。なお、ｚ方向に加速度が印加されると第１錘部１９も運動するが、その運動原理は第１実施形態で説明したので、説明を省略する。
【００３９】
ｚ方向に加速度が印加されると、第２錘部２２を構成する第２左部３１と第２右部３２それぞれに慣性力が生じる。上記したように、２つの第２錘部２２それぞれは、自身が有する第２右部３２よりも第２左部３１の方が重いので、第２左部３１に生じる慣性力は、第２右部３２に生じる慣性力よりも大きくなる。そのため、図７に白抜き矢印で示すように、第２半導体層１２から第１半導体層１１に向かう方向に加速度が印加されると、第２左部３１は、加速度の印加方向とは逆の方向に運動しようとし、第２右部３２は、第２左部３１とは逆の方向に運動しようとする。これとは逆に、図８に白抜き矢印で示すように、第１半導体層１１から第２半導体層１２に向かう方向に加速度が印加されると、第２左部３１は、加速度の印加方向とは逆の方向に運動しようとし、第２右部３２は、第２左部３１とは逆の方向に運動しようとする。
【００４０】
ｚ方向への加速度の印加によって、第２左部３１と第２右部３２とが互いに逆方向に運動しようとすると、第２連結梁３３と第２支持梁３４との連結部位をｙ方向に貫く軸方向周りのモーメントが第２連結梁３３に生じ、第２連結梁３３がｚ方向に捩れる。この捩れによって、第２左部３１及び第２右部３２それぞれは、ｚ−ｘ平面にて、第２連結梁３３と第２支持梁３４との連結部位（第２アンカー１８）を支点としてシーソー状に互いに逆方向に運動する。この結果、第２左部３１及び第２右部３２それぞれに形成されていた第２電極２３も、ｚ−ｘ平面にて、第２アンカー１８を支点としてシーソー状に互いに逆方向に運動し、第１電極２０と第２電極２３との対向面積だけではなく、対向間隔も変動する。
【００４１】
なお、第２半導体層１２から第１半導体層１１に向かう方向に加速度が印加されると、第１錘部１９の第１左部２４は、加速度の印加方向とは逆の方向に運動しようとし、第１右部２５は、第１左部２４とは逆の方向に運動しようとする。これに対して、第２左部３１は、加速度の印加方向とは逆の方向に運動しようとし、第２右部３２は、第２左部３１とは逆の方向に運動しようとする。このように、第１左部２４と第２右部３２とは逆の方向に運動し、第１右部２５と第２左部３１とは逆の方向に運動する。そのため、第１電極２０と第２電極２３それぞれの運動方向が逆向きとなっている。
【００４２】
また、これとは逆に、第１半導体層１１から第２半導体層１２に向かう方向に加速度が印加されると、第１左部２４は、加速度の印加方向とは逆の方向に運動しようとし、第１右部２５は、第１左部２４とは逆の方向に運動しようとする。これに対して、第２左部３１は、加速度の印加方向とは逆の方向に運動しようとし、第２右部３２は、第２左部３１とは逆の方向に運動しようとする。このように、この場合においても、第１左部２４と第２右部３２とは逆の方向に運動し、第１右部２５と第２左部３１とは逆の方向に運動する。そのため、第１電極２０と第２電極２３のそれぞれの運動方向が逆向きとなっている。
【００４３】
次に、本実施形態に係る加速度センサ１００の作用効果を説明する。上記したように、ｚ方向に加速度が印加されると、第１電極２０だけではなく、第２電極２３も、ｚ−ｘ平面にてシーソー状に運動する。そのため、ｚ方向への加速度の印加によって、第１電極のみがｚ−ｘ平面にて運動する構成と比べて、２つの電極２０，２３にて構成されるコンデンサの静電容量変化が大きくなる。これにより、加速度の検出精度が向上される。
【００４４】
第２錘部２２及び第２梁３０は、基準線を介して、線対称となっている。これによれば、ｚ方向への加速度の印加によって、第２錘部２２がｙ方向に運動することが抑制される。したがって、加速度の検出精度の低下が抑制される。
【００４５】
ｚ方向への加速度の印加時に、第１左部２４と第２右部３２とは逆の方向に運動し、第１右部２５と第２左部３１とは逆の方向に運動する。そのため、第１電極２０と第２電極２３それぞれの運動方向が逆向きとなっている。これによれば、ｚ方向への加速度の印加時に、第１電極と第２電極とが同方向に運動する構成と比べて、コンデンサの静電容量変化が大きくなる。これにより、加速度の検出精度が向上される。
【００４６】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記した実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。
【００４７】
各実施形態では、第１電極２０と第２電極２３との対向間隔、及び、電極２０，２３それぞれのｚ方向の厚さについて特に言及してこなかった。しかしながら、外力が印加されていない状態における電極２０，２３の対向間隔が、電極２０，２３それぞれの厚さよりも短い構成が良い。詳しい説明は省くが、変位量をΔＸ、当初設定されていた対向間隔をｄ、厚さをｈとすると、電極２０，２３の対向間隔がΔＸだけ変化した場合における静電容量の変化量は、ΔＸ／（ｄ−ΔＸ）に比例する。これに対して、電極２０，２３間のｚ方向での相対位置がΔＸだけ変化した場合における静電容量の変化量は、ΔＸ／ｈに比例する。このように、対向間隔ｄの方が、厚さｈよりも静電容量の変化量に効いてくる。そのため、対向間隔が、電極２０，２３の厚さよりも短い構成が良い。
【００４８】
第１実施形態では、第１左部２４が、第１右部２５よりも重い例を示した。しかしながら、第１右部２５が第１左部２４よりも重い構成を採用することもできる。
【００４９】
第１実施形態では、第１左部２４と第１右部２５は、基準線を介して線対称である例を示した。しかしなら、第１左部２４と第１右部２５は、線対称でなくとも良い。
【００５０】
第１実施形態では、第１梁２１は、基準線を介して線対称である例を示した。しかしなら、第１梁２１は、線対称でなくとも良い。
【００５１】
第１実施形態では、固定部１５は、２つの第２錘部２２を有する例を示した。しかしながら、固定部１５が、１つの第２錘部２２を有する構成を採用することもできる。
【００５２】
第２実施形態では、第２右部３２よりも第２左部３１の方が重い例を示した。しかしながら、第２左部３１よりも第２右部３２の方が重い構成を採用することもできる。
【００５３】
第２実施形態では、第２左部３１と第２右部３２は、基準線を介して線対称である例を示した。しかしなら、第２左部３１と第２右部３２は、線対称でなくとも良い。
【００５４】
第２実施形態では、第２梁３０は、基準線を介して線対称である例を示した。しかしなら、第２梁３０は、線対称でなくとも良い。
【００５５】
第２実施形態では、浮遊部１６は、２つの第２錘部２２を有する例を示した。しかしながら、浮遊部１６が、１つの第２錘部２２を有する構成を採用することもできる。
【符号の説明】
【００５６】
１０・・・半導体基板
１７・・・第１アンカー
１８・・・第２アンカー
１９・・・第１錘部
２０・・・第１電極
２１・・・第１梁
２２・・・第２錘部
２３・・・第２電極
２４・・・第１左部
２５・・・第１右部
１００・・・加速度センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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